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陕西关中地区属于西北半干旱地区,淡水资源紧缺,农业生产较为粗放,基本都是采用全生育期均灌水和过量施用肥料进行农业生产,灌溉制度缺乏科学性,灌溉水资源浪费严重,农民单纯为了追求高产,过量施用肥料情况严重,不仅增加了生产成本,也造成水分和养分资源的浪费。因此,提高水分和养分利用效率是当前迫切需要解决的问题。土壤水分状况和氮肥用量是影响冬小麦产量的重要因素,只有合理的水氮组合才能有效的提高冬小麦产量和水肥利用效率。本文以“小偃22”号为研究材料,在西北农林科技大学旱区农业水土工程教育部重点实验室进行一年的大田试验,设置不同施氮量和不同生育期的补充灌溉水量,其中水分设置五个水平,分别为:I0(全生育期不灌水)、I1(只灌拔节水)、I2(只灌抽穗水)、I3(在拔节期和抽穗期灌水)、I4(在拔节期、抽穗期和成熟期灌水);氮素设置三个水平,分别为低肥施纯氮75 kg/hm~2(F1),中肥设置施纯氮150 kg/hm~2(F2),高肥施纯氮300 kg/hm~2(F3)。研究不同水氮耦合处理对冬小麦干物质积累、叶面积指数(LAI)等生长指标和产量以及水分利用效率(WUE)的影响,旨在为陕西关中地区高效节水、稳产、减少肥料施用等提供理论基础和科学依据。研究得出以下主要结果:1:增加灌水量对土壤储水量的消耗有着极显著的负效应(P<0.01),增加施氮量对土壤储水量的消耗存在负效应,但不显著。增加灌水量能提高土壤含水量与土壤储水量,不同灌水处理收获后土壤储水量比雨养条件下平均高出4.06%～28.09%;在相同氮肥处理下,土壤残余硝态氮含量随灌水量的增加而降低,在相同水分处理下,土壤中残留的硝态氮含量随施氮量的增加而增加。F2I4处理比F3I4土壤残余硝态氮含量低78.85%,适当增加灌水量与施氮量能较大程度的降低土壤残余硝态氮含量。2:不同水氮组合处理下干物质累积量在全生育期动态变化趋势类似,随生育期的推进而呈增加趋势,相同施氮量不同灌水量条件下,最大干物质在F3I4处理下得到,高出F3I0处理24.02%,同一灌水量不同施氮量条件下,F3I0处理高出F1I0处理11.60%,综合水氮耦合效应,F3I4处理高出F1I0处理24.03%;不同水氮耦合处理下冬小麦叶面积指数存在较大差异,叶面积指数随着生育期的推进呈先增加后减少的规律,随灌水量的增加呈先增大后减小趋势,随施氮量的增加叶面积指数递增,均是在灌浆期达到最大值,F3I3处理在灌浆期叶面积指数达到5.79,高出同时期F1I0处理88.60%。3:不同水氮组合处理显著影响冬小麦产量,产量与施氮量和灌水量之间存在显著的正交互效应(P<0.05),施氮量与水分利用效率有极显著的正相关关系(P<0.01)。适当增加施氮量与灌水量有助于提高冬小麦产量与水分利用效率。在不同灌水水平下,成熟期产量以F3I4处理最高,为5905.90 kg/hm~2,高出F3I0处理22.61%,水分利用效率在F2I1处理下最大,为1.88 kg/hm~3,高出F2I0处理27.03%;在不同施氮量下,F3I0处理产量高出F1I0处理38.80%,水分利用效率高出30.95%。综合水氮耦合效应,F3I4处理产量高出F1I0处理58.42%,F2I1处理水分利用效率高出F1I0处理49.21%,对产量、水分利用效率与灌水量和施氮量拟合二次曲线方程,均得到在拔节期灌水一次,施氮量为150 kg/hm~2条件下达到阈值,表明适当增加施氮量和灌水量具有较大的增产和提高水分利用效率潜力。综合各项指标,在灌溉水资源有限地区,在拔节期灌水一次,播种前施入150kg/hm~2氮肥,可以有效的促进作物生长发育,提高地上部干物质积累量、叶面积指数、产量以及水分利用效率,既能保证产量又显著节约灌水量与施氮量,因此推荐F2I1处理作为陕西关中地区科学合理的水肥管理措施。